高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水10～15份、乳液50～60份、钛白粉20～25份、光催化纳米二氧化钛3～7份、分散剂0.6～0.9份、润湿剂0.3～0.6份、消泡剂0.5～0.8份、成膜助剂2～4份、pH调节剂0.1～0.3份、增稠剂0.2～0.4份。该发明专利技术克服了现有外墙涂料存在的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性等不佳的缺点，通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点。

【技术实现步骤摘要】
高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，应用在装饰涂料领域，特别是适用于高架路桥的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法。
技术介绍
现今混凝土材料已被广泛应用于市政交通、高架路桥等现代工程。随着材料科学和施工工艺的发展，混凝土结构表面越来越平整光滑，使用涂料直接对裸露的混凝土表面进行美化保护也逐渐兴起。理论上采取过涂膜保护的混凝土的使用寿命是裸露表面的混凝土的一倍，可延长20～30年寿命。作为建筑涂料中的主流产品，丙烯酸乳胶漆耐水耐碱性强，其漆膜既能允许水蒸气透过，又能阻隔外部水对基材的渗透，具有较好的经济性和耐久性，尤为适合用于混凝土表面。在城市空气质量的主要指标PM2.5的组分中，汽车尾气和工艺废气中所含的氮氧化合物是最主要组分之一。氮氧化物对人体和动植物均能产生毒害作用，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。高架路桥通常车流量巨大，空气污染严重。普通涂料虽具有一定的防水耐污功能，但其面对氮氧化合物和粉尘颗粒物的污染时，容易从基材表面剥落。使用具有光催化空气净化功能的涂料，能够在一定程度上分解氮氧化合物，去除局部污染源，在解决低浓度大气污染、实现长期净化方面是当下的主流技术之一。同时，随着国民经济的发展以及出于满足公共安全的需要，外墙涂料除了要能够满足最基础的装饰和保护性能，还要具备一定程度的防火性能。涂料涂装在基材表面，能够提高材料的耐火能力，从而保护建筑结构，减缓火焰蔓延的传播速度。因此提供一种在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法己成为当务之亟。
技术实现思路
为了克服现有外墙涂料存在的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性等不佳的缺点，本专利技术提供一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点。本专利技术的技术方案如下：一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16-17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。本申请的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中优选的高含量低粒径的纯丙乳液使得涂层具有很高的致密性和物理性能；优选的钛白粉提供高遮盖和填充作用，使涂料的对比率>0.95，达到GB/T9755-2014优等品的要求；优选粒径和种类的光催化纳米二氧化钛巨大的比表面积(>225m2/g)，具有高效的光催化作用，且提升漆膜的防火性能。其中，所述的水可以采用普通自来水。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的工作原理为：我国各地的市政路桥工程都在广泛地使用混凝土外墙涂料。外墙涂料(特别是混凝土外墙涂料)的漆膜既需要面对大气污染的挑战，同时又需要面对太阳光辐射的挑战。因此，本案的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中引进了光催化纳米TiO2材料，在漆膜表面产生的活性氧和氢氧根自由基能与氮氧化物等污染物发生氧化还原反应，使其转化成无毒害的硝酸盐，实现降解大气中氮氧化物、改善空气质量的目的，同时纳米级TiO2能够增加涂料燃烧后形成的碳质层强度，形成致密的碳层膜，阻燃效果突出，被施涂成膜后，具有延缓火焰传播速度、提高耐火极限和防止建筑物破坏的功能，其防火性能符合国家标准GB50222-2017中装修材料A级不燃材料(制品)的技术要求；颜填料方面选用了拥有优异光学性能和较高稳定性的金红石型钛白粉，而不使用传统外墙涂料中常用的如碳酸钙、滑石粉等的其他颜填料。通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，在基材表面能够形成致密的高硬度保护膜，在面对太阳辐射、温湿度变化等气候因素的影响，能够长时间避免变色、粉化和开裂等老化缺陷，扩散渗透至混凝土内部，能够堵塞毛细孔洞和细微裂缝，有效防止环境中雨水和化学物质对混凝土中钢筋、碳钢等金属的侵蚀。同时，漆膜表面细腻丰满，美化装饰效果显著，具有优异的施工性。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的漆膜相比一般外墙涂料而言，具有优等品的高遮盖度，对比率大于0.95，漆膜性能优异、手感良好，且具有更高的硬度(铅笔硬度在H级以上，市售乳胶漆则在B～HB之间)和光泽度(85°角光泽>90；现有外墙涂料光泽基本在10以下，主打哑光市场，漆膜的高光泽能够提高外墙的质量和档次，更加高档美观，漆膜的理论使用寿命在10年以上(实际工程中，受到外界环境的不断侵蚀，外墙涂料的实际使用年限大多只有3～4年左右)。其在满足国家标准GB/T9755-2014优等品要求的前提下，还具有良好的耐候性能(耐老化>1000h)和抗酸碱腐蚀等特点。在为混凝土基材提供长时间美化和保护作用的同时，又对大气净化做出不可忽视的贡献。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料还包括抗冻剂1～2份和杀菌防霉剂0.5～0.8份。抗冻剂能提升漆膜的抗冻性能，杀菌防霉剂能保证漆膜不被真菌及藻类污染。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。优选的分散剂能减少分散过程所需要的时间和能量，并稳定所分散的颜料分散体。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。优选的润湿剂能降低颜填料和基材表面张力，使颜料和基材更易被水浸湿。所述成膜助剂为十二酯醇。优选的成膜助剂能够软化乳液聚合物粒子，使各粒子融合在一起，降低成膜温度。所述pH调节剂为低气味多功能胺中和剂。优选的pH调节剂，能够调节并稳定体系的pH值。所述消泡剂为非离子型消泡剂或者有机硅消泡剂。所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。优选的消泡剂主要起抑泡的作用，能减少高速分散过程中气泡的产生数量，优选的增稠剂能够迅速建立高剪切粘度体系，防止涂料飞溅。所述抗冻剂为乙二醇。所述杀菌防霉剂为2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮。优选的抗冻剂能与水任意比例混合，混合后改变了冷却水的蒸气压，从而降低体系的冰点。优选的杀菌防霉剂是一种高效、广谱的水性杀菌防霉剂，其能够防止真菌及藻类在外墙漆膜上生长。所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10～15份水加入分散容器中，然后在350～550r/min转速下依次向内加入0.6～0.9份分散剂、0.3～0.6份润湿剂、0.1～0.3份pH调节剂和0.2～0.4份消泡剂，搅拌3～5min；(2)提高转速至800～1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20～25份钛白粉和3～7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500～1800r/min分散15～20min；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：



所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；
所述钛白粉为金红石型钛白粉；
所述光催化纳米二氧化钛为粒径为16-17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。


2.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料还包括抗冻剂1～2份和杀菌防霉剂0.5～0.8份。


3.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。


4.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。


5.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述成膜助剂为十二酯醇。


6.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述pH调节剂为低气味多功能胺中和剂。


7.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，其特征在于：所述消泡剂为非离子型消泡剂或者有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。


8.根据权利要求1所述的高耐候光催化空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰云峰，林朋，韩哲兵，
申请(专利权)人：三棵树涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35